CN102892594B

CN102892594B - 充气轮胎

Info

Publication number: CN102892594B
Application number: CN201180023659.3A
Authority: CN
Inventors: 桥本贤人; 岩谷刚; 林彻
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2015-09-23
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: EP2546077B1; WO2011111331A1; US20130061991A1; US9446629B2; CN102892594A; EP2546077A1; RU2506170C1; EP2546077A4

Abstract

公开了一种充气轮胎，其适于将在冰面上的性能与在雪地上的性能高度有效地相结合。该充气轮胎包括由紧密地布置在胎面部（1）中的多边形花纹块（10）形成的花纹块组（G）。多边形花纹块（10）由包括具有槽宽度（W9a）的第一槽（9a）的槽（9）形成，第一槽（9a）位于在轮胎周向上彼此相邻的多边形花纹块（10）之间。第一槽（9a）的槽宽度（W9a）比位于以交替关系彼此相邻的多边形花纹块（10）之间的第二槽（9b）的槽宽度（W9b）大。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎，所述充气轮胎在胎面部中包括由槽形成的多个花纹块，以提高在冰面上的性能，同时提高多种其他性能。更具体地，本发明涉及这样一种充气轮胎，其具有优化的花纹块布置，用于在保持花纹块刚性的同时增加花纹边缘，从而将在冰面上的性能与在雪地上的性能高度有效地结合起来，并且，本发明还涉及这样一种充气轮胎，其具有设置有如下花纹块的胎面部：所述花纹块由在轮胎宽度方向上延伸的第一槽和在轮胎周向上延伸且与第一槽相交的第二槽形成，用于显著地提高在冰面上的性能，同时提升轮胎的安静性。

背景技术

传统地，作为用于冬季充气轮胎的胎面花纹，胎面部中的块状花纹已经成为主流，其中，通过由每个花纹块之间的槽导致的雪柱剪切力等来提高在雪地上的性能，同时通过每个花纹块的接地面中的刀槽来提升在冰面上的性能（例如，参见专利文献1：JP 2002-192914A）。

发明内容

发明要解决的问题

为了如上所述地改善充气轮胎在冰面上的性能，减小负比率以增加负载轮胎滚动时的接地面积是有效的。另一方面，为了提升在雪地上的性能，增加槽面积是有益的，但是因此增大了负比率。这意味着，在冰面上的性能与在雪地上的性能是彼此矛盾的，因此难以在几乎不降低在雪地上的性能的情况下提升在冰面上的性能。此外，作为提升在雪地上的性能的措施，增加刀槽的数量以增加胎面花纹内的边缘成分是有效的。然而，过多数量的刀槽容易降低花纹块的刚性并且由于花纹块的弯曲变形而减小接地面积，从而使在冰面上的性能更进一步劣化。

因此，本发明的目的是解决上述问题并且提供一种适于通过优化花纹块的布置而高度有效地将在冰面上的性能与在雪地上的性能相结合的充气轮胎。

本发明的另一个目的如下，即：如上所述，能够通过增加刀槽来提升除去水膜和刮擦水面的效果，另一方面，太多的刀槽将降低花纹块的刚性，因而增加花纹块的压曲并减小接地面积。相反，如上所述，减小接地面积将使在冰面上的性能劣化。

鉴于以上所述，申请人在日本专利申请No.2008-236342（对应于专利文献2：WO2010/032606A）中提出了以相互密集的布置来布置较小尺寸的花纹块，从而防止花纹块压曲以及减小接地面积，同时增加由花纹块的外围边界形成的边缘。这种提议被证明与现有技术相比成功地显著改善了在冰面上的性能。

与近年来对车辆的提升的安静性相一致地，对轮胎的提升的安静性也存在要求。对于包括这种密集布置的小的花纹块的轮胎，考虑到轮胎的提升的安静性而采用了所谓的“间距变化”。结果是，花纹块的刚性和边缘量沿轮胎周向波动，从而导致可能不能实现所期望的在冰面上的性能的问题。

因此，本发明的另一个目的是提供一种显著地改善了在冰面上的性能、同时提升了轮胎的安静性的充气轮胎。

用于解决问题的方案

本发明的第一实施例在于一种在胎面部中包括多个由槽划分形成的多边形花纹块的充气轮胎，多边形花纹块的接地面呈多边形并且具有不少于5条边。通过在轮胎周向上隔开间隔地布置多边形花纹块而在胎面部中设置两个或更多个多边形花纹块列，并且在轮胎宽度方向上彼此相邻的多边形花纹块列中的多边形花纹块以交替状布置，使得一个多边形花纹块列的多边形花纹块在轮胎周向上定位在另一个多边形花纹块列的在轮胎周向上彼此相邻的多边形花纹块之间。当从轮胎周向和轮胎宽度方向这两个方向看时，一个多边形花纹块列的多边形花纹块和另一个多边形花纹块列的多边形花纹块部分地重叠，从而通过将多边形花纹块紧密地布置在胎面部中而形成花纹块组。多边形花纹块由包括第一槽和第二槽的槽形成，第一槽位于在轮胎周向上彼此相邻的多边形花纹块之间，第二槽位于以交替关系彼此相邻的多边形花纹块之间，其中第一槽的宽度大于第二槽的宽度。

在这种充气轮胎中，通过在轮胎周向上隔开间隔地布置多边形花纹块而在胎面部中设置两个或更多个多边形花纹块列，并且在轮胎宽度方向上彼此相邻的多边形花纹块列中的多边形花纹块以交替状布置，其中，一个多边形花纹块列的多边形花纹块在轮胎周向上定位在另一个多边形花纹块列的在轮胎周向上彼此相邻的多边形花纹块之间，并且，当从轮胎周向和轮胎宽度方向这两个方向看时，一个多边形花纹块列的多边形花纹块和另一个多边形花纹块列的多边形花纹块部分地重叠，从而通过将多边形花纹块紧密地布置在胎面部中而形成花纹块组。因此，能够确保优化的花纹块刚性，以增加接地特性，并且还增加了花纹边缘，从而实现极佳的在冰面上的性能。

另外，多边形花纹块由包括第一槽和第二槽的槽形成，第一槽位于在轮胎周向上彼此相邻的多边形花纹块之间，第二槽位于以交替关系彼此相邻的多边形花纹块之间，其中第一槽的宽度大于第二槽的宽度。因此，能够带来充分的雪柱剪切力，以实现出色的在雪地上的性能。

根据本发明的充气轮胎的第一实施例，可以通过优化多边形花纹块的布置而将在冰面上的性能与在雪地上的性能高度有效地结合起来。

在根据第一实施例的充气轮胎中，优选地，花纹块组具有在0.003（个/mm²）到0.04（个/mm²）的范围的花纹块密度，即每单位实际接地面积的多边形块的数量。这里，术语“单位接地面积”适用于这样的轮胎接地条件，其中：充气轮胎安装于根据“JATMA年鉴”（日本汽车轮胎制造协会）限定的标准轮辋，以对应于根据“JATMA年鉴”的适用尺寸和帘布层级的最大负载容量（在负载容量表中以粗体示出的内压-负载关系）的空气压（最大空气压）的100%的内压充气，并且充气轮胎被施加最大负载。在TRA标准或ETRTO标准被应用于使用或生产的地理区域时，必须相应地遵守相关的标准。

另外，根据第一实施例的充气轮胎，在形成多边形花纹块组中的多边形花纹块的槽中，优选地，处于在轮胎周向上彼此相邻的多边形花纹块之间的第一槽具有在2.5mm到10.0mm的范围的槽宽度，并且处于具有交替关系的多边形花纹块之间的第二槽具有在0.4mm到3.0mm的范围的槽宽度。

另外，在根据第一实施例的充气轮胎中，优选地，胎面部设置有在轮胎周向上延伸的周向槽，并且划分多边形花纹块组中的多边形花纹块的槽的深度比周向槽的深度小。

此外，在根据第一实施例的充气轮胎中，优选地，多边形花纹块组中的多边形花纹块具有在50mm²-250mm²的范围内的接地面积。这里，术语“接地面积”适用于这样的轮胎接地条件，其中：充气轮胎安装于根据“JATMA年鉴”限定的标准轮辋，以对应于根据“JATMA年鉴”的适用尺寸和帘布层级的最大负载容量（在负载容量表中以粗体示出的内压-负载关系）的空气压（最大空气压）的100%的内压充气，并且充气轮胎被施加最大负载。

本发明的第二实施例在于一种包括多边形花纹块的充气轮胎，所述多边形花纹块由在轮胎宽度方向上延伸的第一槽和在轮胎周向上延伸的第二槽形成。胎面部中的多边形花纹块呈具有不少于5条边的多边形形状，其中通过在轮胎周向上紧密地布置多边形花纹块来设置多边形花纹块列。在形成多边形花纹块列的多边形花纹块中布置有具有不同的间距长度的至少两种类型的间距，其中最大间距长度与最小间距长度的比值在1:0.8到1：0.9的范围。这里，术语“在轮胎周向上延伸”不仅指沿着轮胎周向线性地延伸，而且还指在弯曲和扭转的同时作为整个第二槽沿轮胎周向延伸。

在这种充气轮胎中，接地面呈具有不少于5条边的多边形的、形成多边形花纹块列的多边形花纹块紧密地布置，因此确保了优化的花纹块刚性，并且增加了由多边形花纹块的外围边界形成的边缘。因此，通过防止花纹块压曲以及减小接地面积和增加花纹边缘，能够实现极佳的在冰面上的性能。

由于在形成多边形花纹块列的多边形花纹块中布置有具有不同的间距长度的至少两种类型的间距，并且最大间距长度与最小间距长度的比值在1:0.8到1：0.9的范围，所以可以将花纹块刚性在轮胎周向上的波动和边缘量在轮胎周向上的波动减小到不影响在冰面上的性能的较小程度。

因此，根据第二实施例的充气轮胎——其具有每个多边形花纹块的优化尺寸并且还具有多边形花纹块的优化间距长度，与现有技术相比，可以显著地提升在冰面上的性能，同时进一步减小噪声。

另外，在根据第二实施例的充气轮胎中，在包括于至少一个多边形花纹块列中的多边形花纹块的集合被认作是多边形花纹块组的情况下，优选地，花纹块组具有在0.003（个/mm²）到0.04（个/mm²）的范围的花纹块密度，即每单位实际接地面积中的多边形块的数量。这里，术语“单位接地面积”适用于这样的轮胎接地条件，其中：充气轮胎安装于根据“JATMA年鉴”（日本汽车轮胎制造协会）限定的标准轮辋，以对应于根据“JATMA年鉴”的适用尺寸和帘布层级的最大负载容量（在负载容量表中以粗体示出的内压-负载关系）的空气压（最大空气压）的100%的内压充气，并且充气轮胎被施加最大负载。在TRA标准或ETRTO标准被应用于使用或生产的地理区域时，必须相应地遵守相关的标准。

此外，在根据第二实施例的充气轮胎中，优选地，形成多边形花纹块列的每个多边形花纹块具有在50mm²-250mm²的范围的接地面积。

另外，在根据第二实施例的充气轮胎中，优选地，胎面部设置有在轮胎周向上延伸的周向槽，并且周向槽的深度比形成多边形花纹块组的第一槽和第二槽的深度大。

发明的效果

本发明可以改善在冰面上的性能，同时改善多种其他性能。即，根据本发明的充气轮胎的第一实施例，可以设置成将在冰面上的性能与在雪地上的性能高度有效地相结合，并且，根据本发明的第二实施例，与以前的情况相比，可以进一步改善在冰面上的性能，同时与以前相比提高轮胎的安静性。

附图说明

图1是示出了根据本发明的第一实施例的充气轮胎（实施例轮胎1）的胎面花纹的展开图。

图2是沿图1中的线A-A截取的截面图。

图3是示出了传统的充气轮胎（现有技术轮胎1)的胎面花纹的展开图。

图4是示出了根据本发明的第二实施例的充气轮胎的胎面花纹的展开图。

图5的(a)和(b)是仅仅示出了图4中所示的多边形花纹块列的放大视图，其中图5的(a)示出了第一槽的周向长度相应地改变以实现间距变化的情形，而图5的(b)示出了多边形花纹块的周向长度相应地改变以实现间距变化的情形。

图6是沿图4中的线A-A截取的截面图。

图7是示出了根据现有技术的传统充气轮胎（现有技术轮胎2）的胎面花纹的展开图。

具体实施方式

将参照在附图中示出的优选实施例进一步描述本发明。图1是示出了作为本发明的第一实施例的充气轮胎的胎面花纹的展开图。在图1中，E表示轮胎的赤道面，并且TE表示胎面的接地边缘。

按照常规的方式，充气轮胎包括一对胎圈部、一对胎侧部、胎面部以及胎体，胎体用于加强埋设在每个胎圈部中的胎圈芯之间的部分（图中未示出）。胎体帘线可以布置成子午线帘布层或斜交帘布层。在子午线帘布层布置的情况下，在胎体的外周中应当配备用于加强胎面部的带束层。

在图1的胎面部1中，形成有至少一个周向槽，例如，如图中所示地形成有三个周向槽2a、2b和2c。在周向槽2a和2c的轮胎宽度方向上的外侧，通过在轮胎宽度方向上横过胎面的接地边缘地布置胎肩花纹块3来设置胎肩花纹块列4。在周向槽2b和2c之间，通过在轮胎周向上布置在轮胎宽度方向上延伸的多个横长花纹块5来设置横长花纹块列6。根据每个花纹块的刚性在每个胎肩花纹块3和每个横长花纹块5中形成刀槽7。此外，在沿轮胎周向彼此相邻的各胎肩花纹块3之间和各横长花纹块5之间，形成有沿轮胎宽度方向延伸的横向花纹槽8。

在周向槽2a与2b之间，设置有多个多边形花纹块10，多边形花纹块10由槽9形成并且接地面呈具有不少于5条边的多边形轮廓形状。优选地，该轮廓形状是八边形。然而，轮廓形状不限于八边形，并且可以是诸如五边形或六边形的其他多边形形状。通过应用八边形，可以确保在轮胎宽度方向上延伸的边缘，并且还可以按交替状紧密地布置多边形花纹块10，这将在下文中更全面地描述。根据花纹块的刚性，每个多边形花纹块10包括两个刀槽7，然而，刀槽也可以省去。

通过在轮胎周向上间隔地布置多边形花纹块10而在胎面部1中设置两个或更多个多边形花纹块列。例如，在图中，在轮胎周向上形成有两个多边形花纹块列11。在轮胎宽度方向上彼此相邻的多边形花纹块列11中的多边形花纹块10以交替状布置，其中一个多边形花纹块列11中的多边形花纹块10定位在另一个多边形花纹块列11的多边形花纹块10之间，并且，当从轮胎周向和宽度方向这两个方向看时，一个多边形花纹块列11和另一个多边形花纹块列11的多边形花纹块10部分地重叠，从而通过将多边形花纹块10紧密地布置在胎面部1中而形成花纹块组G。

这里，在花纹块组G中，形成多边形花纹块10的槽9包括槽部9a（下文中称为“第一槽”）和槽部9b（下文中称为“第二槽”），其中第一槽9a位于在轮胎周向上彼此相邻的多边形花纹块10之间，第二槽9b位于以交替状布置的多边形花纹块10之间。

在花纹块组G中，形成多边形花纹块10的槽9（包括第一槽9a和第二槽9b）的深度比周向槽2a、2b和2c的深度小。并且，槽9的第一槽9a的槽宽度W9a比第二槽9b的槽宽度W9b大。槽9的第一槽9a的槽宽度W9a和第二槽9b的槽宽度W9b限定为这样宽，即，使得在如下的轮胎接地条件下，第一槽9a和第二槽9b将不在接地面上闭合，所述条件为：充气轮胎安装于根据“JATMA年鉴”限定的标准轮辋，以对应于根据“JATMA年鉴”的适用尺寸和帘布层级的最大负载容量（在负载容量表中以粗体示出的内压-负载关系）的空气压（最大空气压）的100%的内压充气，并且充气轮胎被施加最大负载。更具体地，优选地，第一槽9a的槽宽度W9a在2.5mm到10.0mm的范围，并且，第二槽9b的槽宽度W9b在0.4mm到3.0mm的范围。如果槽宽度W9a小于2.5mm，则在第一槽9a中不能得到足够量的雪，以致由于雪柱剪切力减小而导致可能不能完全实现在雪地上的性能。另一方面，如果槽宽度W9a超过10.0mm，则形成在轮胎周向上的多边形花纹块10的数量减小，使得由于多边形花纹块10形成的边缘成分减小而导致可能不能完全实现在冰面上的性能。另外，如果槽宽度W9b 小于0.4mm，则第二槽9b趋向于在负载轮胎滚动时闭合，因而降低在冰面上的性能和在雪地上的性能。另一方面，如果槽宽度W9b超过3.0mm，那么花纹块组G不能够布置地这么紧密，以致花纹块的刚性可能劣化，另外接地特性相应地变差。

在根据第一实施例的充气轮胎中，花纹块组G具有每单位实际接地面积的花纹块密度D，其由基准区域Z（图1中的阴影部分）内的多边形花纹块10的数量“a”来表示，基准区域Z实际上由花纹块组G内的给定多边形花纹块列11中的多边形花纹块10的基准间距长度PL（mm）以及花纹块组G的宽度W（mm）来限定，其中花纹块密度D表达为：

D = \frac{a}{PL \times W \times (1 - N / 100)}

其中，N(%)为基准区域内的负比率，并且其中花纹块密度D在0.003个/mm²到0.04个/mm²的范围。这里，宽度W是在轮胎宽度方向上沿花纹块组G测量的距离，并且花纹块密度D限定了每个花纹块组G的每单位实际接地面积（不包括槽区域）上设置有多少个多边形花纹块10。顺便提及，普通的冬季轮胎（无钉防滑轮胎）的花纹块密度D大约为0.002或更小。当对基准区域Z内的多边形花纹块10的数量“a”进行计数时，存在这样的情形，即：某个多边形花纹块10跨越基准区域Z的内外两侧布置，并且不能够被计数为一个花纹块。这种类型的多边形花纹块10基于其在基准区域Z内的剩余面积与其总面积的比例来计数。例如，跨越基准区域Z的内外两侧定位的多边形花纹块10仅有一半的面积在基准区域Z内，因此其被计数为1/2个。

如果每个花纹块组G的花纹块密度D都小于0.003（个/mm²），则说明花纹块组10的尺寸太大，因此，可能缺少花纹边缘。另一方面，如果花纹块密度D超过0.04（个/mm²），则说明多边形花纹块10的尺寸太小，因此，花纹块的刚性可能减小，从而导致接地特性和在冰面上的性能都劣化。最后，在花纹块密度D在0.0035（个/mm²）到0.03（个/mm²）的范围的情况下，充气轮胎适于将确保的花纹块刚性与增加的花纹边缘高度有效地相结合。

优选地，花纹块组G内的负比率N(%)在5%到50%的范围。如果负比率N(%)小于5%，则槽容积变得太小而不能实现充分的排水性能，同时，多边形花纹块10的尺寸变得太大而不能增加花纹边缘。另一方面，如果负比率N(%)超过50%，则花纹块刚性由于小的接地面积而减小。

另外，优选地，花纹块组G中的多边形花纹块10的接地面积在50mm²到250mm²的范围，以保持比较小的多边形花纹块10，因而实现优化的花纹块刚性并确保良好的抓地力。通过50mm²到250mm²的范围，多边形花纹块10的接地面上从中心区域到外围区域的距离变短，从而当多边形花纹块10与地面接触时能够有效地从路面上去除已经存在的水膜。此外，如果多边形花纹块10的接地面积小于50mm²，则花纹块刚性不足，从而在与地面接触时由于缺少花纹块刚性而导致多边形花纹块10压曲，这是不理想的。另一方面，如果接地面积超过250mm²，则多边形花纹块10的尺寸变得太大而不能增加花纹边缘，这同样是不理想的。

在本发明的第一实施例中，在包括两个多边形花纹块列11的花纹块组G的沿轮胎宽度方向的外侧，通过沿轮胎周向布置多个侧花纹块12a和12b来形成围绕花纹块组G的侧花纹块列13a和13b。作为对侧花纹块12a和12b的替代，也可以布置上述多边形花纹块10，因此形成4个或更多个多边形花纹块列11。这里，侧花纹块列13a和13b中的侧花纹块12a和12b在轮胎周向上的长度比花纹块组G中的多边形花纹块10在轮胎周向上的长度大。另外，两个侧花纹块列13a和13b中的一列（图1中的左侧花纹块列13a）中的侧花纹块12a在轮胎周向上的长度比另一个侧花纹块列13b（图1中的右侧花纹块列）中的侧花纹块12b在轮胎周向上的长度大。以与其他花纹块相似的方式，根据花纹块的刚性在每个侧花纹块12a和12b中形成有2到6排的刀槽7，并且在沿轮胎周向彼此相邻的各侧花纹块12a之间和各侧花纹块12b之间形成有横向花纹槽8。如图2所示，周向槽2b包括部分地减小了槽深度并且与侧花纹块12b相连的隆起的底部14。在隆起的底部14内，形成有大致沿轮胎宽度方向延伸的凹口（槽）14a。

下面将描述本发明的第一实施例的效果。在胎面部1中，通过沿轮胎周向间隔地布置多边形花纹块10来形成两个或更多个多边形花纹块列11。另外，在轮胎宽度方向上彼此相邻的多边形花纹块列11中的多边形花纹块10以交替状布置，其中一个多边形花纹块列11的多边形花纹块10定位在另一个多边形花纹块列11的多边形花纹块10之间，并且，当从轮胎周向和宽度方向这两个方向看时，一个多边形花纹块列11和另一个多边形花纹块列11的多边形花纹块10部分地重叠，从而通过将多边形花纹块10紧密地布置而形成花纹块组G。在包括上述花纹块组G的充气轮胎中，确保了充分的花纹块刚性，因此能够改善多边形花纹块10的接地特性。由于每个多边形花纹块10的尺寸减小并且充分紧密地布置，因此还可以在确保花纹块刚性的同时显著地增加花纹边缘（所有多边形花纹块10的总的边缘长度），从而显著地改善在冰面上的性能。

在形成多边形花纹块10的槽9中，位于在轮胎周向上彼此相邻的多边形花纹块10之间的第一槽（横向槽）9a的槽宽度W9a比位于具有交替关系的多边形花纹块10之间的第二槽（纵向槽）9b的槽宽度W9b大，这使得位于在轮胎周向上彼此相邻的多边形花纹块10之间的第一槽9a能够带来足够的雪柱剪切力，因此能够实现极佳的在雪地上的性能。

因此，根据如上所述的充气轮胎，通过优化的花纹块布置，能够高度有效地将在冰面上的性能与在雪地上的性能相结合。

另外，在第一实施例中，形成花纹块组G中的多边形花纹块10的槽9（即，第一槽9a和第二槽9b）的深度比周向槽2a、2b和2c的深度小，从而确保了周向槽2a、2b和2c中良好的排水性能和耐打滑性，同时增加了多边形花纹块10的刚性以用于良好的接地特性，从而更进一步提升了在冰面上的性能。还可以的是，仅仅第二槽9b的深度比周向槽2a、2b和2c的深度小，从而使得第一槽9a能够接受足够量的雪，并且增加了雪柱剪切力。

另外，在第一实施例中，周向槽2b包括隆起的底部14，并且在底部14中形成大致沿轮胎宽度方向延伸的凹口14a，因而更进一步地增强了在冰面上的性能与在雪地上的性能的共存。

下面将参照图4描述本发明的第二实施例，图4是示出了充气轮胎的胎面花纹的展开图。在图4中，E表示轮胎的赤道面，并且TE表示胎面的接地边缘。

按照常规的方式，充气轮胎包括一对胎圈部、一对胎侧部、胎面部以及胎体，胎体用于加强埋设在每个胎圈部中的胎圈芯之间的部分（图中未示出）。胎体帘线可以布置成子午线帘布层或斜交帘布层。在子午线帘布层布置的情况下，在胎体的外周中设置有用于加强胎面部的带束层。

在图4所示的胎面部1中，形成有至少一个周向槽，在图中形成有三个周向槽2a、2b和2c。在周向槽2a和2c的轮胎宽度方向上的外侧，通过在轮胎宽度方向上横过胎面的接地边缘地布置胎肩花纹块3来设置胎肩花纹块列4。在周向槽2b和2c之间，通过在轮胎周向上布置在轮胎宽度方向上较长的多个横长花纹块5来设置横长花纹块列6。根据每个花纹块的刚性在每个胎肩花纹块3和每个横长花纹块5中形成刀槽7。此外，在沿轮胎周向彼此相邻的各胎肩花纹块3之间和各横长花纹块5之间，形成有沿轮胎宽度方向延伸的横向花纹槽8。

在周向槽2a与2b之间，设置有多个接地面呈具有不少于5条边的多边形的多边形花纹块10，多边形花纹块10由在轮胎宽度方向上延伸的第一槽和在轮胎周向上延伸的第二槽形成，其中第一槽和第二槽彼此相交。如图4所示，设置有具有八边形形状的接地面的多边形花纹块10（八边形花纹块）。优选地，多边形花纹块具有八边形轮廓形状，但是轮廓形状不限于八边形并且可以是其他多边形形状，如五边形或六边形。通过应用八边形轮廓形状，可以确保在轮胎宽度方向上延伸的边缘，并且还可以按交替状紧密地布置多边形花纹块10，这将在下文中更全面地描述。根据花纹块的刚性，每个多边形花纹块10包括两个刀槽7，然而，刀槽也可以省去。

多边形花纹块10沿轮胎周向以预定的间隔密集地布置，以在胎面部中形成至少一个多边形花纹块列11。例如，在图中形成有两个多边形花纹块列11。在轮胎宽度方向上彼此相邻的多边形花纹块列11中的多边形花纹块10以交替状布置，使得一个多边形花纹块列11中的多边形花纹块10定位在另一个多边形花纹块列11的多边形花纹块10之间，并且，当从轮胎周向和宽度方向这两个方向看时，一个多边形花纹块列11和另一个多边形花纹块列11的多边形花纹块10部分地重叠。

如图5的(a)和(b)所示，布置有具有不同间距长度的至少两种类型的间距。在图5的实施例中，形成有具有不同的间距长度P1、P2和P3的三种类型的间距。即，多边形花纹块列11中的每个多边形花纹块10和与该多边形花纹块10相邻的每一个第一槽9a以两种或更多种不同的间距长度P1、P2和P3布置。这里，各个间距长度P1、P2和P3的关系为：

P1<P2<P3

然而，关系不限于上述关系，并且下面的关系也是可以的：

P2<P1<P3或P1>P2>P3

尽管没有在图中示出，但也能够形成具有不同长度的四种或更多种不同的间距类型。

如图5的(a)所示，为了改变每个间距长度P1至P3，多边形花纹块10的周向长度L1至L3保持几乎相等，而与多边形花纹块10相邻的一个第一槽9a的周向长度W1至W3能够变化以使W1<W2<W3。另外如图5的(b)所示，多边形花纹块的周向长度L1至L3能够变化以使L1<L2<L3，而与多边形花纹块10相邻的一个第一槽9a的周向长度W1至W3保持几乎相等。通过前一种型式，每个多边形花纹块10的刚性在轮胎周向上保持几乎相同，因而实现了特别适于在冰面上的性能的形式。通过后一种型式，第一槽9a的槽容积能够被确保在特定的水平，从而获得足够的雪柱剪切力以作为特别适于在雪地上的性能的形式。

尽管未在图中示出，但也能够通过下面的布置实现理想的间距变化。即，多边形花纹块10的周向长度改变为使得：

L1<L2<L3或L2<L1<L3或L3<L1<L2

而第一槽9a的周向长度改变为使得：

W1<W2<W3或W2<W1<W3或W3<W1<W2

这意味着，小的多边形花纹块10也伴随有与该多边形花纹块10相邻的第一槽9a的小的周向长度，而大的多边形花纹块10也伴随有与该多边形花纹块10相邻的第一槽9a的大的周向长度，以实现理想的间距变化，同时仅仅微小地改变多边形花纹块10在轮胎周向上的尺寸。上述布置对于平衡多边形花纹块10在轮胎周向上的刚性是优选的，这将在下文中进行描述。

另外，在如图所示的第二实施例中，总的花纹块尺寸改变以改变多边形花纹块10的周向长度。然而，也可以保持多边形花纹块10在轮胎宽度方向上的长度固定并且仅仅改变周向长度（在图中未示出）。刚刚描述的这种布置防止了轮胎宽度方向上的花纹块刚性在轮胎周向上变化，从而确保了极佳的行驶稳定性。

另外，在每个多边形花纹块列中，能够得到最大间距长度P_max（这里为P3）与最小间距长度P_min（这里为P1）之间的下述关系：

P_max:P_min=1:0.8至1：0.9，更优选地，P_max:P_min=1:0.85如果比值“P_min/P_max”小于0.8，则最大多边形花纹块与最小多边形花纹块之间的花纹块刚性的差异以及边缘量的差异变大，另外轮胎周向上的边缘布置变得不均匀，这减小了由小的多边形花纹块的密集布置实现的冰面上性能增强效果。另一方面，如果比值“P_min/P_max”超过0.9，则间距差异导致的白噪声效果减小。另外如图5的(b)所示，在通过改变多边形花纹块10的尺寸实现间距变化时，优选地，关于多边形花纹块10的接地面积方面，在同一个多边形花纹块列11中的最大多边形花纹块10与最小多边形花纹块10之间实现如下的比值，以使多边形花纹块的刚性在轮胎周向上平衡并改善在冰面上的性能：

P_max:P_min=1:0.8至1：0.9

为了通过多边形花纹块10的密集布置来改善在冰面上的性能，花纹块组G——即，在至少一个多边形花纹块列11（例如，如图中所示的两列）中的多边形花纹块10的组——优选地具有这样的花纹块密度D，其为每单位实际接地面积中的多边形花纹块10的数量并且在0.003（个/mm²）到0.04（个/mm²）的范围。

花纹块组G具有每单位实际接地面积的花纹块密度D，其由基准区域Z（图4中的阴影部分）内的多边形花纹块10的数量“a”来表示。基准区域Z实际上由花纹块组G内的给定多边形花纹块列11中的多边形花纹块10的给定基准间距长度PL（这里为间距长度P1至P3中的一个）（mm）以及花纹块组G的宽度W（mm）来限定，其中花纹块密度D表达为：

D = \frac{a}{PL \times W \times (1 - N / 100)}

其中，N(%)为基准区域内的负比率。宽度W是沿轮胎宽度方向从多边形花纹块组G的一端到另一端测量的距离，并且花纹块密度D限定了多边形花纹块组G的每单位实际接地面积内设置有多少个多边形花纹块10。顺便提及，普通的冬季轮胎（无钉防滑轮胎）的花纹块密度D大约为0.002或更小。当对基准区域Z内的多边形花纹块10的数量“a”进行计数时，存在这样的情形，即：某个多边形花纹块10跨越基准区域Z的内外两侧布置，并且不能够被计数为一个花纹块。这种类型的多边形花纹块10基于其在基准区域Z内的剩余面积与其总面积的比例来计数。例如，跨越基准区域Z的内外两侧布置的多边形花纹块10保持仅一半的面积在基准区域Z内，其被计数为1/2个。

如果花纹块组G的花纹块密度D小于0.003（个/mm²），则多边形花纹块10变得太大而不能通过多边形花纹块10的密集布置来增加花纹边缘。另一方面，如果花纹块密度D超过0.04（个/mm²），则多边形花纹块10的尺寸太小，因此，花纹块的刚性可能减小，导致多边形花纹块10的压曲，从而减小接地面积并使在冰面上的性能劣化。最后，在花纹块密度D在0.0035（个/mm²）到0.03（个/mm²）的范围的情况下，充气轮胎适于将确保的花纹块刚性与增加的花纹边缘高度有效地相结合。

优选地，花纹块组G内的负比率N(%)在5%到50%的范围。如果负比率N(%)小于5%，则槽容积变得太小而不能实现充分的排水性能，同时，多边形花纹块10的尺寸变得太大而不能增加花纹边缘。另一方面，如果负比率N超过50%，则接地面积变得太小。因此，在每种情况下，可能都不能够确保充分的在冰面上的性能。

另外，优选地，形成多边形花纹块列11的多边形花纹块10的接地面积在50mm²到250mm²的范围，以保持比较小的多边形花纹块10，因而实现优化的花纹块刚性并确保良好的抓地力。另外，通过50mm²到250mm²的范围，多边形花纹块10的接地面上的从中心区域到外围区域的距离被缩短，从而当多边形花纹块10与地面接触时能够有效地从路面上去除已经存在的水膜。此外，如果多边形花纹块10的接地面积小于50mm²，则接地面积与多边形花纹块10的高度之间的比值减小，因而花纹块的弯曲刚度减小。因此，导致了多边形花纹块10的压曲，因而在与地面接触时容易变形，这可能使在各种路面如干燥路面、潮湿路面、结冰路面和覆雪路面上的操控性劣化。另一方面，如果多边形花纹块10的接地面积超过250mm²，则难以通过多边形花纹块10的密集布置来增加花纹边缘。当每个多边形花纹块10扩大时，通过多边形花纹块增加了在行驶于潮湿路面上时的排水阻力，并且可能使打滑性能劣化。

在本发明的第二实施例中，在包括两个多边形花纹块列11的花纹块组G的轮胎宽度方向上的外侧，通过沿轮胎周向布置多个侧花纹块12a和12b来形成围绕花纹块组G的侧花纹块列13a和13b。作为对侧花纹块12a和12b的替代，也可以布置上述多边形花纹块10，因此形成4个或更多个多边形花纹块列11。这里，侧花纹块列13a和13b中的侧花纹块12a和12b的周向长度比多边形花纹块组G中的多边形花纹块10的周向长度L1至L3大。另外，两个侧花纹块列13a和13b中的一列（图4中的左侧花纹块列）中的侧花纹块12a在轮胎周向上的长度比另一个侧花纹块列13b（图4中的右侧花纹块列）的侧花纹块12b在轮胎周向上的长度大。以与其他花纹块相似的方式，根据花纹块的刚性在每个侧花纹块12a和12b中形成有2到6排的刀槽，并且在沿轮胎周向彼此相邻的各侧花纹块12a之间和各侧花纹块12b之间形成有横向花纹槽8。如图6所示，周向槽2b包括部分地减小了槽深度并且与侧花纹块12b相连的隆起的底部14。并且，在隆起的底部14内，形成有大致沿轮胎宽度方向延伸的凹口（槽）14a。

下面将描述本发明的第二实施例的效果。在包括通过在胎面部1中沿轮胎周向紧密地布置多边形花纹块而形成的多边形花纹块列的充气轮胎中，确保了优化的花纹块刚性，改善了每个多边形花纹块10的接地特性，并且每个多边形花纹块被最小化且以足够密集的布置来定位，这使得确保的花纹块刚性和显著增加的花纹边缘（所有的多边形花纹块10的总的边缘长度）能够共存，从而显著地改善在冰面上的性能。

此外，还可以以两种或更多种不同的间距长度的多边形花纹块形成多边形花纹块列，并且实现在1:0.80到1：0.9的范围的最大间距长度与最小间距长度之间的比值，从而将花纹块刚性在轮胎周向上的波动和边缘量在轮胎周向上的波动减小到不影响在冰面上的性能的较小程度。

出于这些原因，由于每个多边形花纹块的优化尺寸和多边形花纹块的优化的间距长度，与根据现有技术的充气轮胎相比，根据第二实施例的充气轮胎能够显著地改善在冰面上的性能，同时提高轮胎的安静性。

另外，根据第二实施例的充气轮胎，通过在0.003（个/mm²）到0.04（个/mm²）的范围的多边形花纹块组中的花纹块密度，能够非常好地确保多边形花纹块的密集布置带来的冰面上性能增强效果。

另外，根据第二实施例的充气轮胎，通过形成多边形花纹块列的多边形花纹块的在50mm²到250mm²的范围的接地面积，能够确保优化的花纹块刚性，从而实现良好的抓地力。另外，通过相应地确定范围的接地面积，多边形花纹块10的接地面上从中心区域到外围区域的距离被缩短，从而当多边形花纹块10与地面接触时能够从路面上有效地去除已经存在的水膜，因而更进一步改善了在冰面上的性能。

另外，根据第二实施例的充气轮胎，在沿轮胎宽度方向彼此相邻的多边形花纹块列11中，多边形花纹块以交替状交替地布置，即，沿轮胎宽度方向彼此相邻的多边形花纹块在轮胎周向上彼此交错，从而沿轮胎宽度方向彼此相邻的多边形花纹块之间的接地正时能够错开以分散噪声能量，因而更进一步提高了轮胎的安静性。

另外，根据第二实施例的充气轮胎，由于在轮胎周向上延伸并且形成多边形花纹块的第二槽，并且还由于周向槽比第一槽（两者同位于胎面部中）深，所以可以有效地将水排到接地面的外部，以便进一步改善在冰面上的性能并且改善耐打滑性。

此外，根据第二实施例的充气轮胎，通过在周向槽2b中设置隆起的底部14以及在隆起的底部14内形成大致沿轮胎宽度方向上延伸的凹口14a，能够改善在雪地上的性能。

前面已经参照附图中示出的实施例说明了本发明，但是本发明不限于上述实施例。例如，还可以一起来应用本发明的第一实施例和第二实施例。在这种情况下，充气轮胎包括由槽形成的、接地面呈多边形且具有不少于5条边的多个多边形花纹块。通过在轮胎周向上间隔地布置多边形花纹块在胎面部中设置两个或更多个多边形花纹块列，并且在轮胎宽度方向上彼此相邻的多边形花纹块列中的多边形花纹块以交替状布置，其中，一个多边形花纹块列的多边形花纹块在轮胎周向上定位在另一个多边形花纹块列的多边形花纹块之间，并且，当从轮胎周向和宽度方向这两个方向看时，一个多边形花纹块列和另一个多边形花纹块列的多边形花纹块部分地重叠，从而通过将多边形花纹块紧密地布置在胎面部中而形成花纹块组。多边形花纹块由包括第一槽的槽形成，第一槽位于在轮胎周向上彼此相邻的多边形花纹块之间，第一槽的宽度大于位于以交替关系彼此相邻的多边形花纹块之间的第二槽。至少一个多边形花纹块列包括多于两种的不同间距长度的、形成该多边形花纹块列的多边形花纹块，并且最大间距长度与最小间距长度之间的比值在1:0.8到1：0.9的范围。上述花纹块布置使得可以改善在冰面上的性能，同时进一步提升在雪地上的性能和轮胎的安静性。

（示例1）

为了验证本发明的第一实施例的效果，对于关于在冰面上的性能和在雪地上的性能的每次评价制备下面的测试轮胎：

第一实施例的充气轮胎（实施例轮胎1)；

用于比较的充气轮胎（比较例轮胎1和2）；以及

根据现有技术的充气轮胎（现有技术轮胎1）。

每个轮胎均是用于乘用车的子午线帘布层轮胎，轮胎尺寸为205/55R16。

实施例轮胎1具有胎面部1，胎面部1具有图1所示的胎面花纹。周向槽2a、2b和2c的槽宽度分别为7.5mm、18mm和4mm，并且每个槽深度均为8.9mm。此外，形成多边形花纹块10的槽9的第一槽的槽宽度W9a比第二槽9b的槽宽度W9b宽。

比较例轮胎1不同于实施例轮胎1之处在于，对于形成多边形花纹块10的槽9的第一槽9a和第二槽9b，槽宽度W9a和W9b几乎相同。

比较例轮胎2不同于实施例轮胎1之处在于，形成多边形花纹块10的槽9的第一槽9a的槽宽度W9a小于槽宽度W9b。

现有技术轮胎1具有胎面部1，胎面部1具有图3所示的胎面花纹。在表1中示出了实施例轮胎1、比较例轮胎1和2以及现有技术轮胎1的细节。此外，实施例轮胎1、比较例轮胎1和2以及现有技术轮胎1分别在整个胎面范围内具有几乎相同的负比率。

表1

上面示出的每个轮胎都安装于尺寸为16x6.8J的标准轮辋，被充气到200kPa的内压（相对压力），然后安装在车辆上，用于下列每种性能的评价。

（1)冰面上制动评价

通过在结冰路面上以20km/h的速度行驶的条件下完全制动时测量的距离来评价冰面上制动性能。表2示出了实施例轮胎1、比较例轮胎1和2的评价结果，作为基于指数100（其为现有技术轮胎1的结果）的参数，并且数值越大，则冰面上的制动性能越好。

（2）冰面上的牵引性能评价

通过在结冰路面上完全加速直至达到20m长的距离时测量的时间来评价冰面上的牵引性能。表2示出了实施例轮胎1、比较例轮胎1和2的评价结果，作为基于指数100（其为现有技术轮胎1的结果）的参数，并且数值越大，则冰面上的牵引性能越好。

（3）雪地上的制动性能评价

通过在测试跑道上在压实的覆雪路面上以40km/h的速度行驶的条件下完全制动时测量的制动距离来评价在雪地上的制动性能。表2示出了实施例轮胎1、比较例轮胎1和2的评价结果，作为基于指数100（其为现有技术轮胎1的结果）的参数，并且数值越大，则雪地上的制动性能越好。

（4）雪地上的牵引性能评价

通过在测试跑道上在压实的覆雪路面上从最初的10Km/h加速到45Km/h时测量的间隔时间来评价在雪地上的牵引性能。表2示出了实施例轮胎1、比较例轮胎1和2的评价结果，作为基于指数100（其为现有技术轮胎1的结果）的参数，并且数值越大，则雪地上的牵引性能越好。

（5）加速HP（打滑）性能评价（仪器）

通过在潮湿的路面上加速时测量车辆行驶速度和轮胎转速来评价加速HP性能。轮胎转速增加（即，轮辋速度由于驱动侧的轮胎打滑而变得高于行驶速度）时速度被认作是打滑发生速度。表2示出了实施例轮胎1、比较例轮胎1和2的评价结果，作为基于指数100（其为现有技术轮胎1的结果）的参数，并且数值越大，则打滑发生的越少。

表2

基于表2所示的结果，与现有技术轮胎1和比较例轮胎1和2相比，实施例轮胎1在冰面上的性能和在雪地上的性能方面是优越的，同时实现了与以前相同的加速打滑性能。

（示例2）

为了验证本发明的第二实施例的效果，对于关于在冰面上的性能和在轮胎的安静性的每次评价制备下面的测试轮胎：

第二实施例的充气轮胎（实施例轮胎2至4）；

用于比较的充气轮胎（比较例轮胎3至5）；以及

根据现有技术的充气轮胎（现有技术轮胎2）。

每个测试轮胎是用于乘用车的子午线帘布层轮胎，轮胎尺寸为195/65R15。

在胎面部1中，实施例轮胎2的轮胎具有图4所示的胎面花纹，其中在最大间距长度与最小间距长度的比值为1:0.8的条件下，在每个多边形花纹块列中具有四种相互不同的间距长度。

在胎面部1中，实施例轮胎3的轮胎具有图4所示的胎面花纹，其中在最大间距长度与最小间距长度的比值为1:0.9的条件下，在每个多边形花纹块列中具有四种相互不同的间距长度。

实施例轮胎4的轮胎具有胎面部1，胎面部1具有图4所示的胎面花纹，其中在最大间距长度与最小间距长度的比值为1:0.85的条件下，在每个多边形花纹块列中具有四种相互不同的间距长度。

比较例轮胎3不同于实施例轮胎2之处在于，每个多边形花纹块列仅仅以一种间距布置，即，最大间距长度与最小间距长度的比值为1:1.

比较例轮胎4不同于实施例轮胎2之处在于，最大间距长度与最小间距长度的比值为1:0.7。

比较例轮胎5不同于实施例轮胎2之处在于，最大间距长度与最小间距长度的比值为1:0.95。

现有技术轮胎2具有胎面部1，胎面部1具有图7所示的胎面花纹。在表3中示出了实施例轮胎2至4以及比较例轮胎3至5的细节。此外，实施例轮胎2至4、比较例轮胎3至5以及现有技术轮胎2分别在整个胎面范围内具有几乎相同的负比率。

表3

上面所示的每个轮胎都安装于尺寸为15x6J的轮辋，被充气到240kPa的内压（相对压力），然后安装在车辆上，用于下列每种性能的评价。

（1)冰面上制动评价

通过在结冰路面上行驶速度为20km/h的条件下测量完全制动时的距离来评价冰面上制动性能。表4示出了实施例轮胎2至4以及比较例轮胎3至5的评价结果，作为基于指数100（其为现有技术轮胎2的结果）的参数，并且数值越大，则冰面上的制动性能越好。

（2）轮胎安静性评价

通过将每个轮胎固定于具有排量为2000cc的发动机的车辆来进行关于轮胎安静性方面的感测评价。表4示出了实施例轮胎2至4以及比较例轮胎4和5的评价结果，作为基于指数100（其为比较例轮胎3的结果）的参数，并且数值越大，则轮胎安静性提高的越好。

表4

基于图4所示的结果，与现有技术轮胎2相比，实施例轮胎2至4在冰面上的性能方面显著地优越，并且与比较例轮胎3和5相比，实施例轮胎2至4在轮胎的安静性方面也得到了提升。在比较例轮胎4中，可以验证轮胎安静性的提升，但在冰面上的性能没有充分的改善。

产业上的可利用性

从前面的描述能够理解，通过应用本发明，能够改善在冰面上的性能，同时改善多种其他的性能。特别地，通过多边形花纹块的优化的布置，本发明可以高度有效地同时实现在冰面上的性能和在雪地上的性能。另外，通过调节每个多边形花纹块的尺寸和多边形花纹块的间距的长度，能够比以前更进一步地改善在冰面上的性能，同时有效地提升轮胎的安静性。

附图标记说明

1 胎面部

2a、2b、2c 周向槽

3 胎肩花纹块

4 胎肩花纹块列

5 横长花纹块

6 横长花纹块列

7 刀槽

8 横向花纹槽

9 槽

9a 第一槽（横向槽）

9b 第二槽（纵向槽）

10 多边形花纹块（八边形花纹块）

11 多边形花纹块列

12a、12b 胎侧花纹块

13a、13b 胎侧花纹块列

14 隆起的底部

14a 凹口

G 花纹块组

P1、P2、P3 间距长度

Claims

1.一种充气轮胎，其在胎面部中包括多个由槽划分的多边形花纹块，所述多边形花纹块的接地面呈多边形并且具有不少于5条边，其中：

通过在轮胎周向上隔开间隔地布置所述多边形花纹块而在所述胎面部中设置两个或更多个多边形花纹块列，并且在轮胎宽度方向上彼此相邻的所述多边形花纹块列中的多边形花纹块以交替状布置，使得一个多边形花纹块列的多边形花纹块在轮胎周向上定位在另一个多边形花纹块列的在轮胎周向上彼此相邻的多边形花纹块之间，并且当从轮胎周向和轮胎宽度方向这两个方向看时，所述一个多边形花纹块列的多边形花纹块和所述另一个多边形花纹块列的多边形花纹块部分地重叠，从而通过将所述多边形花纹块紧密地布置在所述胎面部中而形成花纹块组；并且

所述多边形花纹块由包括第一槽和第二槽的槽形成，所述第一槽位于在轮胎周向上彼此相邻的多边形花纹块之间，所述第二槽位于以交替关系彼此相邻的多边形花纹块之间，所述第一槽的宽度大于所述第二槽的宽度，

至少一个所述多边形花纹块列包括两种以上的不同间距长度的、形成该多边形花纹块列的多边形花纹块，并且最大间距长度与最小间距长度之间的比值在1:0.8到1:0.9的范围。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述花纹块组具有由每单位实际接地面积中的多边形花纹块的数量来定义的花纹块密度，所述花纹块密度在0.003个/mm²到0.04个/mm²的范围。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，在形成所述花纹块组的多边形花纹块的槽中，处于在轮胎周向上彼此相邻的多边形花纹块之间的所述第一槽具有在2.5mm到10.0mm的范围的槽宽度，并且处于以交替关系彼此相邻的多边形花纹块之间的所述第二槽具有在0.4mm到3.0mm的范围的槽宽度。

4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述胎面部设置有在轮胎周向上延伸的周向槽，并且划分所述花纹块组的多边形花纹块的槽的深度比所述周向槽的深度小。

5.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述花纹块组的多边形花纹块具有在50mm²-250mm²的范围的接地面积。